Freiräume der Zukunft neu denken und mitgestalten

Biokomposite, also Verbundwerkstoffe mit einer biogenen Komponente, werden oft als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen bezeichnet. Biologisch abbaubar sollen sie sein – ein Begriff, der in der Praxis jedoch häufig falsch interpretiert wird, weiß Sascha Peters von der Agentur Haute Innovation. Seit vielen Jahren beobachtet die Zukunftsagentur für Material und Technologie in Berlin neue Entwicklungen in diesem Bereich, begleitet Produktlösungen und unterstützt Unternehmen dabei, Innovationen in den Markt zu tragen.

Wenn „abbaubar“ nicht reicht

„Biologisch abbaubar bedeutet nicht zwingend, dass das Material verschwindet. Es kann auch heißen, dass es lediglich über Jahre oder Jahrzehnte zersetzt wird“, verdeutlicht Peters. Auch ein Kunststoff, der nicht aus Erdöl, sondern aus einem nachwachsenden Rohstoff gewonnen wird, bleibt ein Kunststoff. „Ein natürliches Material mit Kunststoff zu vermischen, halte ich ohnehin nicht für den richtigen Weg. Die meisten synthetischen Polymere lösen sich nicht einfach auf. Es gibt bis jetzt keinen mir bekannten Organismus, der die üblichen Kunststoffe wie Polyamide, Polycarbonate oder Polypropylen vollständig zersetzt.“ Es wird lediglich zerkleinert. Was bleibt, ist Mikroplastik.

Sascha Peters, Gründer und Inhaber der Zukunftsagentur Haute Innovation © Sascha Peters

Echte biozirkuläre Materialien hingegen können ein wirksamer Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit sein. Sie sind sowohl biobasiert als auch kreislauffähig – bestehen also aus nachwachsenden Rohstoffen, können recycelt werden und sind vollständig kompostierbar. Für Verpackungen, Möbel oder Textilien eignen sie sich bereits gut. Im Freiraum jedoch setzt die Witterung eine natürliche Grenze: „Wenn ein Material sich vollständig in der Natur zersetzt, dann verschwindet es dort auch mit der Zeit“, sagt Peters.

Aus Abfall Möbel machen

Ein anderer Ansatz ist die Nutzung von Post-Consumer-Kunststoff, also Kunststoff aus Haushaltsabfällen. Der italienische Möbelhersteller Kristalia produziert daraus Stühle, die auch im Außenbereich genutzt werden können.

Der italienische Möbelhersteller Kristalia fertigt sein Stuhlmodell „Elephantino“ aus Post-Consumer-Kunststoff. © Kristalia

Ein ganz anderes Altmaterial nutzt die schwedische Firma Papershell: Sie verpresst Kraftpapier, das man von Tragetaschen aus dem Supermarkt kennt, mit einem natürlichen Harz zu tragfähigen Bauteilen. Das Material ist kratz- und stoßfest sowie unempfindlich gegenüber Temperaturwechseln, UV-Strahlung und Feuchtigkeit – und damit überraschend freiraumtauglich.

Papershell nutzt für seine Stühle Papier. © Papershell

Recyceln, aber bitte sortenrein

Auch die Wiederverwendung hilft, Ressourcen zu schonen – allerdings nur, wenn das Ausgangsmaterial sortenrein ist. Theoretisch ließen sich beispielsweise WPC-Dielen (Wood-Plastic-Composite) mehrfach recyceln. Praktisch jedoch verwendet jeder Hersteller unterschiedliche Mischungen und Bindemittel. Ähnliches gilt für Spanplatten, die aufgrund der verwendeten synthetischen Klebstoffe meist auf dem Wertstoffhof oder in der Verbrennung enden.

Hier setzen biozirkuläre Harze an. Plantics B.V., ein Spin-off der Universität Amsterdam, entwickelt solche Harze und kombiniert sie mit Natur- oder Industriefasern zu duroplastischen Materialien, die sich recyceln lassen, aber sich auch auf natürliche Weise in der Natur zersetzen. Gemeinsam mit dem Möbelhersteller Vepa erhielt das Unternehmen 2021 den globalen Innovationspreis „Renewable Material of the Year“ für einen Stuhl mit einer Sitzschale aus Hanffasern, der genau auf dieser Technologie basiert.

Für das stoffliche Recycling herkömmlicher Spanplatten wiederum hat das Fraunhofer Institut zusammen mit Projektpartnern – der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde, System 180 GmbH und PreZero Holz GmbH – ein Verfahren entwickelt, das eine vollständige Wiederverwertung ermöglicht.

Monomaterial statt Mischprodukt

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„Der Wandel hin zu klimaverträglichen Materialien ist in vollem Gange.“ Hon. Prof. Dr. Sascha Peters

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Ein zweiter Weg, Materialien recycelbar zu machen, ist Sortenreinheit von Anfang an. „Wo immer möglich, sollten wir Monomaterialien verwenden“, sagt Peters. Der Outdoor-Hersteller Vaude hat beispielsweise einen Rucksack entwickelt, der vollständig aus einer einzigen Polymerfamilie besteht. Für den Freiraum könnten solche Materialien etwa bei Polstern oder Sonnensegeln interessant sein.

Auch im Holzbau zeigt sich die Entwicklung zur Reversibilität: Die Holzbausteine von TRIQBRIQ bestehen aus Fichtenlamellen, die über einen Buchenholzdübel leimfrei verbunden werden, schadstofffrei und rückbaubar. Erste Außenraumprojekte – darunter Spielhäuser und die CRCLR Hut in Berlin TXL – zeigen, dass sich solche Bauelemente auch unter Witterungseinfluss bewähren.

Die Holzbausteine der CRCRL Hut müssen nicht verschraubt werden und lassen sich vollständig wiederverwenden. Die Fassade wurde zusätzlich mit Holzlamellen verkleidet. © Beta Realities

Beton als Klimafaktor

Die Materialien, die im Freiraum eingesetzt werden, sind überschaubar: Holz, Glas, Metall, Kunststoff, Naturstein – und Beton. Gerade letzterer verursacht einen erheblichen Anteil der jährlichen CO₂-Emissionen. Laut Deutscher Emissionshandelsstelle (DEHSt) wurden 2022 in Deutschland rund 18,8 Mio. t CO₂ bei der Zementherstellung ausgestoßen, das sind etwa 10 % aller Industrieemissionen. Auch wenn Beton vor allem im Hochbau eine Rolle spielt, trägt die Produktion von Betonplatten und -pflaster zu diesen Emissionen bei.

An zementärmeren oder zementfreien Alternativen wird intensiv gearbeitet. Die ETH Zürich hat einen zementfreien Beton entwickelt, der seit 2019 vom Spin-off Oxara vermarktet wird. Er nutzt Abbruchmaterialien, die sonst auf Deponien landen würden. Das Bindemittel – ein mineralischer Salzaktivator – ist zementfrei, zudem werden Abbruchmaterialien genutzt, die sonst auf Deponien landen würden. Das spart Primärrohstoffe wie Sand.

CO₂ als Werkstoff

Das kanadische Unternehmen Carbicrete geht noch einen Schritt weiter: Es ersetzt Zement durch gemahlene Stahlschlacke und lässt den Beton unter CO₂ aushärten, das dabei im Material gebunden wird. So entsteht ein CO₂-negativer Beton. Ähnliche Technologien entwickeln Neustark in der Schweiz und Carbonaide in Finnland. Eine weitere Idee ist die Biomineralisation. An der Bauhausuniversität Weimar werden Gesteinspartikel mithilfe von Bakterien gebunden – es bilden sich Calcitbrücken, ähnlich wie bei Korallenriffen. Studierende haben daraus bereits Möbel hergestellt.

CO₂ nicht einschließen oder ersetzen, sondern ihn mit Beton aktiv aus der Luft zu entfernen – das soll mit Biobeton aus Pflanzenkohle möglich sein. Biomasse wird in der Pyrolyse-Anlage unter Ausschluss von Sauerstoff auf eine Temperatur zwischen 400 und 700 °C erhitzt und in Pflanzenkohle überführt. Diese kann dem Beton anstatt Zement beigemischt werden und sorgt für die notwendige Festigkeit. Während des Abbindens, wenn das Wasser verdunstet und der Beton fester wird, wird zusätzliches CO₂ eingelagert. Ein Unternehmen, das damit bereits Erfahrungen gesammelt hat und Lösungen anbietet, sind die Carbonauten aus Giengen.

Wurzeln verbinden

Unterstützung bei den Versuchen, Bindemittel umweltfreundlich herzustellen, gibt es auch aus der Natur. Ein Beispiel ist Pilzmyzel, das als natürlicher Kleber die Materialbestandteile verbindet. Sascha Peters ist überzeugt, dass es hier zukünftig noch viele spannende Anwendungen geben wird. „Das Patent auf das Verfahren hatte sich die amerikanische Firma Ecovative 2006 gesichert. Es läuft jetzt aus, was bedeutet, dass auch andere Unternehmen damit arbeiten können.“

Die mycelbasierten Materialien kommen momentan beispielsweise für Hochleistungsverbundstoffe und Dämmplatten zum Einsatz, haben aber auch architektonisches Potenzial: Vor dem MOMA in Brooklyn errichtete der New Yorker Architekt David Benjamin 2018 einen temporären Turm aus Pilzmycel, im Botanischen Garten in New York entstand aus dem Material ein kompostierbarer Pavillon – eine Idee des Londoner Architekturbüros Andre Kong.

Drucken statt gießen

Nicht nur die Materialien verändern sich, sondern auch die Fertigungsmethoden. Der 3D-Druck spart Zeit und optimiert den Rohstoffeinsatz – was wiederum den ökologischen Fußabdruck einer Baumaßnahme reduziert. 2022 wurde im chinesischen Shenzhen der erste Park ausgedruckt: rund 2.000 Betonbauteile, darunter Bänke, Mauern und Pflastersteine.

In Prag entstand ein Skate- und Parcourbereich aus gedruckten Elementen, in London ein Basketballplatz mit farbig gedruckten Fliesen. Für die Expo 2035 hat Berlin eine Bewerbung eingereicht. Ziel ist es, die Stadt als Leuchtturm der Nachhaltigkeit zu positionieren. Peters könnte sich vorstellen, dort eine 3D-gedruckte Parkanlage zu zeigen, die aus natürlichen Materialien umgesetzt wird oder Betone nutzt, in denen mehr CO₂ gebunden ist als in der Produktion freigesetzt wurde.

Planen heißt mitgestalten

Auch wenn es manchmal so wirkt, als sei die Entwicklung ökologisch verträglicher Werkstoffe eine Nische weniger Unternehmen, täuscht dieser Eindruck. „Es wird an vielen Stellen geforscht und entwickelt, und das weltweit“, sagt Sascha Peters. „Der Wandel hin zu klimaverträglichen Materialien ist in vollem Gange. Wenn man mittendrin ist, bekommt man oft gar nicht mit, wie schnell es tatsächlich geht.“

An diesem Wandel können Planerinnen und Planer mitwirken. Denn: Die Zukunft des Freiraums entsteht dort, wo Materialien nicht nur gestaltet, sondern im Kreislauf gedacht werden. Entscheidend ist nicht, woraus etwas besteht – sondern wohin es nach seiner Nutzung zurückkehrt.

© Privat

Autor:in

Susanne Wannags

ist Sozioökonomin und Fachjournalistin. Seit 2001 schreibt sie Beiträge über und für die Grüne Branche, angefangen von Zeitschriften für den Garten- und Landschaftsbau bis zu Magazinen für Landschaftsarchitektur. Außerdem bietet sie Texte, Grafik, Fotos und Mediaberatung für Unternehmen an. Kontakt: info@4c-textprojekte.de